Genetické defekty

S rostoucími poznatky genetiky, jsme v posledních letech svědky toho, že se u skotu objevují nové nemoci a nejrůznější genetické defekty. Termín "objevují" jsem použil naprosto záměrně, protože u většiny z nich je velmi pravděpodobné, že se vyskytovaly již dříve, pouze poznání vědy nebylo na takové úrovni, aby je dokázalo rozpoznat a zcela jednoznačně identifikovat. U plemen skotu, která patří mezi ta více zušlechtěná, je tento problém poměrně častý. Mezi ně se bohužel řadí i plemeno belgické modrobílé, a tak se počet genetických poruch rychle rozšiřuje. Je však jediným masným plemenem, které se sledování těchto vad systematicky věnuje a díky účinnému testování je postupně z populace eliminuje. Patří k nim zejména:

1. spinální svalová atrofie (SMA = spinal muscular atrophy, DMC I = dystonie musculaire congénitale I),
2. dědičná dystonie svalstva (DMC II = dystonie musculaire congénitale II, CMD II - congenital muscular dystonia II, tzn. elektrická telata - veaux électriques),
3. syndrom "křivého ocasu" (SQT = syndrome de la queue tordue, CTS = crooked tail syndrom)
4. nanismus, nebo-li trpasličí vzrůst (GCM = gène induisant une croissance modifiée, GGG = genetisch gemodificeerde groei)
5. prodloužená délka březosti (GP = gestation prolongée)
6. hamartom (HAM = útvar podobný nádoru vzniklý z tkáňového odštěpu)
7. artrogrypóza (AP nebo ARTH = Arthrogripposis)
8. SNAPC4

Jaké jsou projevy jmenovaných genetických defektů?

Spinální svalová atrofie (SMA - spinal muscular atrophy neboli CMDI - congenital muscular dystonia I) se u skotu svým vizuálním projevem zřejmě nejvíce blíží genetickému defektu znanému arachnomelie (pavoučí nohy). Avšak zatímco arachnomelie je defekt především skeletu, kdy končetiny postiženého zvířete jsou dlouhé, tenké a křehké (svým vzhledem připomínají pavoučí nohy), SMA je charakterizováno genetickou poruchou funkce motorických neuronů v míše, což se projevuje postupným ubýváním kosterního svalstva. Onemocnění se řadí mezi chronická neurogenní onemocnění, přičemž postihuje vůlí ovlivnitelné svalstvo celého těla důležité pro pohyb, držení hlavy a těla, polykání, dýchání. Nemoc však nepostihuje smysly. V současné době není známa žádná léčba. Postižení u telat se projevuje zhruba ve stáří dvou až šesti týdnů, ojediněle ihned po narození. SMA se ve většině případů projevuje během prvních 2 – 4 týdnů života postupující degenerací svaloviny (často začínající od zadních končetin). Telata obtížně vstávají, postupem času degenerace kosterní svaloviny natolik postoupí, že nevstávají vůbec a umírají zpravidla do 2 – 4 týdnů od objevení příznaků na důsledky selhání dýchacích svalů. Po celou dobu projevů tohoto defektu mají telata normální sací reflex i apetit a veškeré smyslové funkce zůstávají zachovány. Nové výzkumy naznačují, že u belgického modrobílého skotu je SMA způsobeno jedinou mutací pravděpodobně v genu na chromozomu 25, ovšem genetická podstata tohoto onemocnění se stále zkoumá (Saunders et al., 2000; Joerg et al., 2005; Krebs et al., 2007; Charlier et al., 2008).

Dědičná dystonie svalstva (CMDII - congenital muscular dystonia II), nebo-li "elektrická telata" je vrozený genetický defekt způsobený dysfunkcí centrální nervové soustavy v důsledku vakuolizace mozkové tkáně. V obdobné formě (congenital myoclonus) se vyskytuje i u plemene hereford. Hlavními příznaky této poruchy jsou rychlé křečovité stahy svaloviny a třesavé záškuby, z čehož vyplývá právě označení "elektrická telata". Zvířata s touto poruchou jsou přecitlivělá na smyslové stimuly (dotek, zrakový i sluchový vjem), které u nich vyvolávají spontánní křeče, přecházející postupně až ve ztuhlost a neohebnost končetin. Tato porucha se projevuje již prenatálně a telata postižená tímto defektem umírají zpravidla do několika hodin po narození. Gen zodpovědný za toto onemocnění se pravděpodobně vyskytuje na chromozomu 29 (Healy et al., 2002; Charlier et al., 2008).

Syndrom "křivého ocasu" (CTS - Crooked Tail Syndrom) je genetický defekt, jež má za následek zvláštní vybočení ocasu do strany (odtud také plyne název tohoto syndromu). U tohoto onemocnění jsou známy 3 hlavní symptomy: všeobecná retardace růstu, která je nejvíce patrná při porovnání zvířete s tímto syndromem s jeho vrstevníky zhruba ve věku 1 měsíce, dále abnormální tvar lebky, neboť takováto telata mají výrazně kratší, širokou lebku a extrémní svalová hypetrofie, což vysvětluje výskyt přenašečů v chovu až na úrovni 25 %. Mezi další příznaky, které se však nevyskytují u všech postižených telat, patří ztráta hybnosti v důsledku křečí. Toto onemocnění není letální, ovšem způsobuje ekonomické ztráty díky retardaci růstu a nižším přírůstkům zvířat. Genetická podstata této poruchy je stále zkoumána, ovšem nové výzkumy naznačují, že k mutaci způsobující tento defekt dochází v genu na chromozomu 19 (Fasquelle et al., 2009).

Nanismus, nebo-li trpasličí vzrůst, je defekt zodpovědný za výrazné zpomalení růstu mladých zvířat, která mají extrémně nízký přírůstek oproti svým vrstevníkům – vzrůst je menší průměrně o 10 – 15 % ve věku 7 měsíců. Problematické u tohoto defektu je, že se často objevuje v pozdějším věku, často až ve 3 či 4 měsících. Telata někdy mívají vzhled nemocných zvířat, mají delší, trojúhelníkovou hlavu a delší srst. Navíc tato anomálie pravděpodobně neovlivňuje pouze vzrůst, ale může ovlivnit další proporční parametry zvířat, není ovšem letální. Výzkum neustále probíhá (Hubin, 2009).

Artrogrypóza (latinsky: arthrogryposis multiplex congenita (AMC), jinak též syndrom mnohočetných kloubních kontraktur, amyoplasia congenita, arthrogryposis universalis congenita) je obsáhlý syndrom charakterizovaný neprogredujícími mnohočetnými kontrakturami kloubů (vrozenou kloubní ztuhlostí), které jsou způsobeny fibrózou svalů a zkrácením (a ztluštěním) kloubního pouzdra a vazů. Více na wikipedii zde.

 Hamartom                    Hamartom                                  Prodloužení březosti

SNAPC4 - takto je označována zatím poslední známá genetická vada, která způsobuje předčasnou embryonální úmrtnost ve 3 až 16. týdnu březosti. Frekvence výskytu v populaci se odhaduje na zhruba 10 %. Objev této mutace byl ověřen v terénu ve spolupráci s mnoha chovateli teprve v létě roku 2014. Pokud je připuštěn býk-přenašeč na a krávu-přenašečku, je 25 procentní pravděpodobnost, že jedinec (v tomto případě embryo), bude mít obě alely zmutované a že dojde k předčasnému odúmrtí plodu.

Jak se tyto defekty dědí?

Tyto genetické defekty jsou způsobeny mutacemi (změny ve struktuře DNA) v genech zodpovědných za uvedené anomálie. Každý jedinec nese v příslušném genu 2 jeho formy, nebo-li alely - 1 alelu získal od matky a 1 alelu od otce (viz. obrázek). Alela, ve které došlo k mutaci, nebývá funkční a může přenášet defekt.
Popis obrázku: Otec v genotypu alely A/A a matka alely B/B -  potomek genotyp AB (alela A od otce, alela B od matky).

Zvířata, jejichž alely jsou obě normální, nemutované, jsou naprosto zdravá a nevykazují žádné symptomy onemocnění. Zvířata, v jejichž genetické výbavě se nachází 1 alela mutovaná, defektní, se nazývají přenašeči, neboť se u nich onemocnění vůbec neprojeví (alela zdravá převládne nad defektní), ale defektní alelu může předat svým potomkům. Identifikace přenašečů je velmi obtížná, neboť bez DNA testů ho lze najít jedině prostřednictvím studia rodokmenu a záznamu nemoci vyskytující se v jeho potomstvu. Tímto způsobem však vzrůstá riziko spojení 2 přenašečů, kteří oba mohou předat potomkovi právě tu defektní alelu a u jejich potomka, který pak nese obě 2 alely mutované, se pak nemoc projeví se všemi svými příznaky, včetně letality.

U všech 4 výše zmiňovaných onemocnění je způsob přenosu alel z rodičů na potomstvo autozomálně recesivní. Autozomálně recesivní dědičnost znamená:
1.  Autozomální: gen se nachází na nepohlavních chromozomech a onemocnění se tedy vyskytuje jak u samců tak i samic, jeho výskyt není pohlavím ovlivněný.
2.  Recesivní: onemocnění se projeví pouze u jedinců, jež mají v daném genu obě alely defektní, tedy mutované.

Toto schéma ukazuje způsob přenosu spinální svalové atrofie, dědičné dystonie svalstva, syndromu "křivého ocasu" i nanismu a projevů těchto onemocnění u potomstva, jsou-li rodiče zdraví, přenašeči i nemocní jedinci.
                +/+   zdravý jedinec (obě alely v genotypu normální)
                +/-    přenašeč (1 alela genotypu mutovaná)
                -/-     nemocný jedinec (obě alely v genotypu mutované)

Výskyt genetických defektů u plemene belgické modrobílé

Výše jmenované genetické poruchy se u plemene belgické modrobílé vyskytují nejčastěji. Z belgických průzkumů, jak uvádí Dr. Hubin (2009), vyplývá, že 25 % zvířat plemene belgické modrobílé jsou přenašeči CTS (syndrom "křivého ocasu"), 10 – 15 % zvířat jsou přenašeči spinální svalové dystrofie, 5 – 10 % přenašeči dědičné dystonie svalstva a soudí se, že 2 % zvířat jsou přenašeči nanismu. Přenašečů genetického defektu způsobujícího prodloužení délky březosti je pak v populaci 28 %, hamartomu 10 % a artrogrypózy cca 2 %. Jedná se však pouze o odhady, procentuální podíly přenašečů genetických poruch se mění stádo od stáda především v závislosti na využití plemenných býků testovaných na tyto poruchy genetickými testy.

Co očekávat od genetických testů a kolik stojí?

Vyskytují-li se ve stádě zvířata, která vykazují uvedené symptomy některého z genetických defektů, je jejich identifikace a následné vyřazení z chovu poměrně snadné. To ovšem není případ zvířete-přenašeče, který má ve své genetické výbavě mutovanou pouze 1 alelu. Tito přenašeči jsou zdraví, nevykazují žádný příznak genetické poruchy, ovšem jsou zodpovědní za její rozšíření ve stádě či populaci. DNA testy, jsou-li pro dané onemocnění k dispozici, mohou tato zvířata-přenašeče odhalit se stoprocentní jistotou. V Belgii jsou chovatelům aktuálně k dispozici genetické testy všech 8 výše zmíněných genetických poruch. Využití býků, kteří byli testováni na tyto poruchy pomocí genetických testů, zajišťuje chovateli naprosto zdravé potomstvo, a to i v případě, že se v jeho stádě vyskytují krávy-přenašečky daných defektů (viz. schéma výše - 2b) využití zdravého býka a krávy-přenašečky). Ani přítomnost krav-přenašeček však ve stádě není žádoucí, neboť chovatel riskuje narození telat-přenašečů defektu, jejichž prostřednictvím mutované alely v populaci zůstávají a v dalších generacích se mohou projevit.

Cena "balíčku" vyšetření všech 8 vad stojí 100 EUR (ceny platné v Belgii bez DPH), vyšetření pouze jednoho defektu pak vyjde na 50 EUR. Dále existuje možnost vyšetření nejprve na jeden defekt a je-li negativní, tak teprve zbytek.

Chcete si nechat svého býka (krávu) vyšetřit na všech 8 genetických defektů?
ZDE najdete ceny, kontakty a formulář pro objednávku vyšetření.

Je možné využít genetický potenciál zdravých přenašečů?

Vyhýbání se spojení 2 zvířat-přenašečů garantuje chovateli, že se v jeho stádě nevyskytnou jedinci, u nichž by se sledovaný genetický efekt projevil. Testování DNA všech krav i jalovic ve stádě na nejrůznější defekty je však ekonomicky příliš nákladné, proto se jako jednodušším a méně nákladným způsobem jeví především využití zdravých býků, u nichž byly genetické testy provedeny, s garancí, že se nejedná o přenašeče daného defektu. Tento způsob přináší výhody především chovateli, neboť odpadá nutnost testování samic. V případě, že si chovatel přeje využít býka-přenašeče v chovu (např. přenašeče CTS - syndrom "křivého ocasu"), doporučuje se využití pouze býků se skutečně vysokým genetickým potenciálem, a to na zdravé krávy (resp. jalovice), nejlépe testované pomocí genetických testů. V takovém případě má chovatel zaručeno, že jejich potomstvo bude naprosto zdravé, ovšem 50 % mohou být opět další přenašeči defektu. Takovýto typ párování býka-přenašeče vysoké genetické hodnoty se zdravou krávou se využívá např. při embryotransferu. Je zde ovšem stále riziko výskytu přenašečů a jejich možného pozdějšího spojení a možnosti narození potomstva s defektem v některé z příštích generací. 

Aktuální výsledky všech testovaných býků jsou dostupné na stránkách belgické plemenné knihy Herd-Book Blanc-Bleu Belge.

Závěrem

Genetické defekty a nejrůznější anomálie nalezneme u všech moderních plemen skotu vystavených intenzivním selekčním tlakům. Plemeno belgické modrobílé není samozřejmě výjimkou. Je však jediným masným plemenem, které se sledování těchto defektů systematicky věnuje a díky účinnému testování vady postupně z populace eliminuje. Pro úspěšnou selekci zvířat postižených těmito defekty i zvířat-přenašečů je velmi žádoucí využití genetických DNA testů, jež umožňují naprosto přesnou identifikaci zvířat, jež ve svém genotypu obsahují mutované alely daných defektů. Provádět genetické testy všech krav a jalovic ve stádě je však ekonomicky velmi náročné, proto se jako mnohem jednodušší varianta jeví testování inseminačních býků, využívaných i u nás. Všechny belgické inseminační společnosti už ke genetickým testům svých plemeníků přistoupily a informace pravidelně zveřejňují, tudíž si každý chovatel může sám rozhodnout, zda chce či nechce býka-přenašeče některého ze zmíněných defektů využít ve svém stádě. V posledních letech však jsou inseminačními společnostmi zařazováni do inseminace pouze býci, kteří byli na všechny genetické vady testováni s negativním výsledkem, a tak odpadá nutnost sledování, zda je či není ten který býk zdravý či je přenašečem některé z uvedených vad.